PCR đa mồi để phát hiện các yếu tố kháng colistin có thể chuyển giao qua plasmid, mcr-1, mcr-2, mcr-3, mcr-4 và mcr-5 cho mục đích giám sát

Eurosurveillance - Tập 23 Số 6 - 2018
Ana Rita Rebelo1, Valeria Bortolaia1, Jette Kjeldgaard1, Susanne Karlsmose Pedersen1, Pimlapas Leekitcharoenphon1, Inge M. Hansen1, Beatriz Guerra2, Burkhard Malorny3, Maria Borowiak3, Jens A. Hammerl3, Antonio Battisti4, Alessia Franco4, Patricia Alba4, Agnès Perrin-Guyomard5, Sophie A. Granier6, Cristina De Frutos Escobar7, Surbhi Malhotra‐Kumar8, Laura Villa9, Alessandra Carattoli9, René S. Hendriksen1
1National Food Institute, Technical University of Denmark, WHO Collaborating Center for Antimicrobial Resistance in Food borne Pathogens and European Union Reference Laboratory for Antimicrobial Resistance, Kongens Lyngby, Denmark
2European Food Safety Authority, Parma, Italy
3German Federal Institute for Risk Assessment, Berlin, Germany
4National Reference Laboratory for antimicrobial resistance, Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Lazio e della Toscana, Rome, Italy
5Anses, Fougères Laboratory, Fougères, France
6Université PARIS-EST, Anses, Laboratory for food safety, Maisons-Alfort, France
7Laboratorio Central de Veterinaria, (LCV Algete), Madrid, Spain
8Laboratory of Medical Microbiology, Vaccine & Infectious Disease Institute, University of Antwerp, Wilrijk, Belgium
9Department of Infectious Diseases, Istituto Superiore di Sanità, Rome, Italy

Tóm tắt

Bối cảnh và mục tiêu

Cơ chế kháng colistin trung gian qua plasmid đã được xác định trên toàn cầu trong những năm gần đây. Một phác đồ phản ứng đa mồi khuếch đại (PCR đa mồi) để phát hiện tất cả các gen kháng colistin có thể chuyển giao đã biết đến nay (mcr-1 đến mcr-5, và các biến thể) trong Enterobacteriaceae đã được phát triển cho mục đích giám sát hoặc nghiên cứu. Phương pháp: Chúng tôi đã thiết kế bốn cặp mồi mới để khuếch đại các sản phẩm gen mcr-1, mcr-2, mcr-3 và mcr-4 và sử dụng các mồi được mô tả ban đầu cho mcr-5 để đạt được sự phân tách từng bước khoảng 200 bp giữa các sản phẩm khuếch đại. Các cặp mồi và điều kiện khuếch đại cho phép phát hiện đơn hay đa các gen mcr đã được mô tả hiện nay và các biến thể của chúng có mặt trong Enterobacteriaceae. Phác đồ này đã được kiểm chứng bằng cách thử nghiệm 49 chủng Escherichia coli và Salmonella có nguồn gốc động vật ở châu Âu. Kết quả: Kết quả PCR đa mồi trong các chủng bò và lợn từ Tây Ban Nha, Đức, Pháp và Ý cho thấy sự tương thích hoàn toàn với dữ liệu trình tự toàn bộ genome. Phương pháp này đã phát hiện được mcr-1, mcr-3 và mcr-4 như các đơn lẻ hoặc kết hợp chúng, khi chúng có mặt trong các chủng kiểm tra. Một biến thể mới của mcr-4, mcr-4.6**, cũng đã được xác định. Kết luận: Phương pháp này cho phép nhận diện nhanh chóng vi khuẩn dương tính với mcr và vượt qua các thách thức trong phát hiện kháng colistin bằng kiểu hình. PCR đa mồi nên đặc biệt hữu ích trong các phòng thí nghiệm có nguồn lực hạn chế trong việc phân tích di truyền khi nó cung cấp thông tin về cơ chế kháng colistin mà không đòi hỏi trình tự genome.

Từ khóa

#Colistin kháng #PCR đa mồi #mcr-1 đến mcr-5 #Enterobacteriaceae #giám sát #khoa học di truyền #kháng khuẩn #phương pháp phân tử #[Escherichia coli] #[Salmonella]

Tài liệu tham khảo

Poirel, 2017, Polymyxins: Antibacterial activity, susceptibility testing, and resistance mechanisms encoded by plasmids or chromosomes., Clin Microbiol Rev, 30, 557, 10.1128/CMR.00064-16

Catry, 2015, Use of colistin-containing products within the European Union and European Economic Area (EU/EEA): development of resistance in animals and possible impact on human and animal health., Int J Antimicrob Agents, 46, 297, 10.1016/j.ijantimicag.2015.06.005

Rhouma, 2016, Colistin in Pig Production: Chemistry, Mechanism of Antibacterial Action, Microbial Resistance Emergence, and One Health Perspectives., Front Microbiol, 7, 1789, 10.3389/fmicb.2016.01789

Liu, 2016, Emergence of plasmid-mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China: a microbiological and molecular biological study., Lancet Infect Dis, 16, 161, 10.1016/S1473-3099(15)00424-7

European Medicines Agency (EMA). Updated advice on the use of colistin products in animals within the European Union: development of resistance and possible impact on human and animal health. London: EMA; Jul 2016. Available from: http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guideline/2016/07/WC500211080.pdf

McPhee, 2003, Cationic antimicrobial peptides activate a two-component regulatory system, PmrA-PmrB, that regulates resistance to polymyxin B and cationic antimicrobial peptides in Pseudomonas aeruginosa., Mol Microbiol, 50, 205, 10.1046/j.1365-2958.2003.03673.x

European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). EUCAST warnings concerning antimicrobial susceptibility testing products or procedures. Växjö: EUCAST; Jun 2017. Available from: http://www.eucast.org/ast_of_bacteria/warnings/

European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Recommendations for MIC determination of colistin (polymyxin E). As recommended by the joint CLSI-EUCAST Polymyxin Breakpoints Working Group. Växjö: EUCAST; Jun 2016. Available from: http://www.eucast.org/fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/General_documents/Recommendations_for_MIC_determination_of_colistin_March_2016.pdf

Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) Subcommittee on Antimicrobial Susceptibility Testing. CLSI AST News Update Volume 1, Issue 2. Philadelphia: CLSI; Dec 2016. Available from: https://clsi.org/media/1700/clsi-news-winter-2016.pdf

Shen, 2016, Early emergence of mcr-1 in Escherichia coli from food-producing animals., Lancet Infect Dis, 16, 293, 10.1016/S1473-3099(16)00061-X

Xavier, 2016, Identification of a novel plasmid-mediated colistin-resistance gene, mcr-2, in Escherichia coli, Belgium, June 2016., Euro Surveill, 21, 30280, 10.2807/1560-7917.ES.2016.21.27.30280

Yin, 2017, Novel plasmid-mediated colistin resistance gene mcr-3 in Escherichia coli., MBio, 8, e00543, 10.1128/mBio.00543-17

Carattoli, 2017, Novel plasmid-mediated colistin resistance mcr-4 gene in Salmonella and Escherichia coli, Italy 2013, Spain and Belgium, 2015 to 2016., Euro Surveill, 22, 30589, 10.2807/1560-7917.ES.2017.22.31.30589

Borowiak, 2017, Identification of a novel transposon-associated phosphoethanolamine transferase gene, mcr-5, conferring colistin resistance in d-tartrate fermenting Salmonella enterica subsp. enterica serovar Paratyphi B., J Antimicrob Chemother, 72, 3317, 10.1093/jac/dkx327

Skov, 2016, Plasmid-mediated colistin resistance (mcr-1 gene): three months later, the story unfolds., Euro Surveill, 21, 30155, 10.2807/1560-7917.ES.2016.21.9.30155

Lu, 2017, MCR-1.6, a New MCR variant carried by an IncP plasmid in a colistin-resistant Salmonella enterica serovar Typhimurium isolate from a healthy individual., Antimicrob Agents Chemother, 61, e02632, 10.1128/AAC.02632-16

Roer, 2017, Novel mcr-3 variant, encoding mobile colistin resistance, in an ST131 Escherichia coli isolate from bloodstream infection, Denmark, 2014., Euro Surveill, 22, 30584, 10.2807/1560-7917.ES.2017.22.31.30584

Carretto E, Brovarone F, Nardini P, Russello G, Barbarini D, Pongolini S, et al. Detection of mcr-4 positive Salmonella enterica serovar Typhimurium in clinical isolates of human origin, Italy, October to November 2016. Euro Surveill. 2018. 23(2):pii=17-00821. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2018.23.2.17-00821

Litrup, 2017, Plasmid-borne colistin resistance gene mcr-3 in Salmonella isolates from human infections, Denmark, 2009-17., Euro Surveill, 22, 30587, 10.2807/1560-7917.ES.2017.22.31.30587

Hernández, 2017, Co-occurrence of colistin-resistance genes mcr-1 and mcr-3 among multidrug-resistant Escherichia coli isolated from cattle, Spain, September 2015., Euro Surveill, 22, 30586, 10.2807/1560-7917.ES.2017.22.31.30586

Kluytmans, 2017, Plasmid-encoded colistin resistance: mcr-one, two, three and counting., Euro Surveill, 22, 30588, 10.2807/1560-7917.ES.2017.22.31.30588

Hasman, 2015, Detection of mcr-1 encoding plasmid-mediated colistin-resistant Escherichia coli isolates from human bloodstream infection and imported chicken meat, Denmark 2015., Euro Surveill, 20, 30085, 10.2807/1560-7917.ES.2015.20.49.30085

Di Pilato, 2016, mcr-1.2, a new mcr variant carried on a transferable plasmid from a colistin-resistant KPC carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae strain of Sequence Type 512., Antimicrob Agents Chemother, 60, 5612, 10.1128/AAC.01075-16

von Wintersdorff, 2016, Detection of the plasmid-mediated colistin-resistance gene mcr-1 in faecal metagenomes of Dutch travellers., J Antimicrob Chemother, 71, 3416, 10.1093/jac/dkw328

Leangapichart, 2016, Acquisition of mcr-1 plasmid-mediated colistin resistance in Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae during Hajj 2013 and 2014., Antimicrob Agents Chemother, 60, 6998, 10.1128/AAC.01486-16

European Commission. Commission implementing decision 2013/652/EU on the monitoring and reporting of antimicrobial resistance in zoonotic and commensal bacteria. Official Journal of the European Union. Luxembourg: Publications Office of the European Union. 14.11.2013:L 303. Available from: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=OJ:L:2013:303:FULL&from=EN

Brennan, 2016, Multidrug-Resistant Escherichia coli in Bovine Animals, Europe., Emerg Infect Dis, 22, 1650, 10.3201/eid2209.160140

Quesada, 2015, Polymorphism of genes encoding PmrAB in colistin-resistant strains of Escherichia coli and Salmonella enterica isolated from poultry and swine., J Antimicrob Chemother, 70, 71, 10.1093/jac/dku320

The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 8.0. Växjö: EUCAST; 2018. Available from: http://www.eucast.org/fileadmin/src/media/PDFs/EUCAST_files/Breakpoint_tables/v_8.0_Breakpoint_Tables.pdf

Thông tin
Thông tin xuất bản

Eurosurveillance

Tập 23 Số 6

Thông tin tác giả